Neues Verfahren zur Klonierung

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Für den Vorgang der Klonierung haben Forscher ein hocheffizientes, schnelles und kostengünstiges Verfahren entwickelt, das auf allen Gebieten der Biologie, Biochemie und Biotechnologie sehr flexibel einsetzbar ist. Dabei entfällt das aufwändige Screening von Bakterienkolonien.

Allen Verfahren, die derzeit zur Klonierung eingesetzt werden, ist gemeinsam, dass DNA-Fragmente zunächst in größere Trägermoleküle, sogenannte Vektoren, eingebaut werden. Die mit DNA-Fragmenten beladenen Vektoren werden anschließend in Bakterien eingeschleust. Indem sich die Bakterien vermehren und so eine Bakterienkolonie bilden, werden die DNA-Fragmente tausendfach vervielfältigt. Bisher haben diese Verfahren einen wesentlichen Nachteil: Weil der Einbau von DNA-Fragmenten in das Trägermolekül nicht immer störungsfrei und mit der nötigen Perfektion gelingt, besitzen keineswegs alle, sondern nur einige Kolonien die Vektoren mit den zu vervielfältigenden DNA-Fragmenten. Um diese „Erfolgsfälle“ zu identifizieren, war bisher ein zeitaufwändiges und teures Screening unvermeidlich.

Screening wird überflüssig

Den Forschern der Universität Bayreuth unter der Leitung von Prof. Dr. Stefan Schuster ist es jetzt gelungen, dieses Screening überflüssig zu machen. Bei dem von ihnen verwendeten Vektor handelt es sich um ein Plasmid, das in seiner Ringstruktur ein toxisches Gen enthält. DNA-Fragmente werden nun so in das Plasmid eingebaut, dass sie dieses Gen ersetzen. Gelingt das nicht, bleibt das toxische Potenzial im Plasmid erhalten. Wird in einem solchen Fall das Plasmid in ein E. coli-Bakterium eingeschleust, setzt die toxische Wirkung ein: Sie führt dazu, dass das Bakterium vermehrungsunfähig wird und nicht lange überlebt. Dadurch ist von vornherein gewährleistet, dass nur solche E. coli-Bakterien Kolonien bilden, in denen die DNA-Fragmente tatsächlich enthalten sind. Sie müssen nicht nachträglich mühevoll ausgelesen werden.

Auslese erfolgt von selbst

„Unser neues Klonierungssystem ist vor allem deshalb so effizient, weil die Auslese der mit klonierten DNA-Fragmenten ausgestatteten Bakterien zuverlässig von selbst erfolgt. Die vervielfältigten Plasmide können aus diesen Bakterien isoliert und weiterverwendet werden – sei es, um die klonierte DNA zu analysieren oder um sie für die biotechnologische Herstellung von Proteinen einzusetzen“, sagt der Bayreuther Biologe Dr. David Richter, Erstautor der Studie.





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